N07090镍铬钴合金带材 镍铬钴钛铝高温合金锻棒

GH90（Nimonic 90）合金技术综述一、合金定位与化学成分设计

GH90是国标体系对英国经典Nimonic 90的对应牌号（现代目录常并列为GH4090），美标UNS N07090、德标W.Nr.2.4632（NiCr20Co18Ti）、英标BS HR 1/HR 2/HR 501、AMS 5829（棒丝锻）、AMS 5798（板）、ASTM B637，是Ni-Cr-Co-Ti-Al系γ′沉淀硬化型变形高温合金，长期承力650~815℃、峰值服役至870~920℃、抗氧化约1040℃（瞬态1090℃），属"Nimonic系"中比Nimonic 80A高半档、比Waspaloy/GH4738低半档的中温高强段主力。 以镍为基体（Ni余量55%~60%），关键成分：Cr 18.0%~21.0%、Co 15.0%~21.0%、Ti 2.0%~3.0%、Al 1.0%~2.0%、Fe≤1.5%、Mo≤0.5%、C≤0.13%、B≤0.02%、Zr≤0.15%。 成分逻辑是"Co 15%~21%抬升γ′固溶线至985~1010℃+Cr 18%~21%成Cr₂O₃膜+Ti/Al总量3.8%~4.8%析20%~25%体积分数γ′-Ni₃(Al,Ti)"三位一体；Co不进γ′但稳奥氏体、推高时效上限，使700℃以上强度保持度优于GH3030类纯Cr-Al系；Ti/Al比约1.5:1偏Ti，γ′以Ni₃Ti为主、Ni₃Al固溶其中，钉扎效率在高温段更耐久。密度8.18~8.20g/cm³，熔点1310~1370℃，无磁，弹性模量210~220GPa。

二、显微组织、热处理与力学行为

GH90固溶态为单相FCC奥氏体，标准时效后组织为"γ基体+20%~25%立方γ′（晶内方形颗粒+晶界少量）+晶界不连续M₂₃C₆/MC碳化物"，750℃以下万小时γ′粗化极缓，815~870℃长时仅晶界碳化物轻微膜化、无σ/μ等TCP相突发析出，组织稳定性优于更高合金化铸造镍基。 标准热处理分形态：棒锻件1080~1150℃×2~8h空冷/油淬 + 700~720℃×16h空冷（双级常用1120~1140℃固溶+700℃×16h+650℃×16h）；板材1100~1150℃短时固溶快冷 + 925℃×1h稳定 + 750℃×4h空冷；冷拉弹簧丝可600℃×16h或650℃×4h低温时效。 时效态室温力学性能（BS HR 2棒下限/典型）：抗拉≥1080MPa（典型1150~1280MPa）、屈服≥695MPa（典型750~900MPa）、延伸≥20%（典型15%~25%）；固溶态抗拉820~1000MPa、屈服590MPa、延伸≥8%~35%。 奥氏体镍基压缩屈服接近拉伸屈服，故单轴抗压强度约695~900MPa级（压缩极限同抗拉1080~1280MPa级）。 高温端650℃抗拉950~1020MPa、屈服620~690MPa；760℃抗拉780~850MPa；815℃抗拉620~690MPa、815℃/150MPa持久500~1000h；870℃抗拉480~540MPa；-196℃韧性不塌。锻造易内裂、终锻≥950℃；焊接仅固溶态惰性气体保护钨极弧焊可行、焊后须补时效；切削近GH4169但加工硬化明显。

三、工程应用、选材边界与定位

GH90主战场是650~870℃"中温高强+抗蠕变+热疲劳+可做弹簧/紧固件"交集，而非900℃以上热强转动盘（归GH4105/GH4738/GH4141）、980℃焊接薄壁（归GH4099/GH3536）或强还原性酸容器（归Hastelloy C）。典型装机：航空发动机涡轮叶片（老机型工作叶片与导向叶片）、涡轮盘前挡环、螺栓双头螺柱、卡箍、锁片、密封圈；高温弹簧（排气门弹簧、作动筒弹簧、热电偶套管弹簧）是其标志性用途；工业燃机叶片阻尼块、阀杆、热作模具镶块、玻璃模具；汽车涡轮增压器叶片（高性能）；核与化工高温含氧螺栓。 相对Nimonic 80A其Co更高、815℃持久占优；相对GH4738（Waspaloy）其成本更低但900℃以上稍逊；相对GH4169其700℃以上屈服与蠕变占优但焊接性次席；相对Inconel 625其高温强度翻倍但耐还原性酸让步。工程红线：长期承力≤815℃（870℃瞬态、920℃绝不连续设计）、不可作单晶叶片代材、焊后不补时效必软、冷拉弹簧丝禁直接在时效态再冷弯。

GH90（Nimonic 90 / GH4090）是Co 15%~21%+Cr 18%~21%+Ti 2~3%/Al 1~2%γ′沉淀硬化Ni-Cr-Co基变形高温合金，组织以奥氏体+20%~25%γ′为核心，标准时效态室温屈服≥695MPa、抗拉≥1080MPa、延伸≥20%、抗压约695~900MPa级，650℃屈服仍≥620MPa、815℃/150MPa持久500~1000h，1080~1150℃固溶+700℃×16h双级时效为基准，是N07090的国标等效、Nimonic系中温弹簧与叶片经典牌号。它精准定位于航空发动机650~870℃叶片/高温螺栓/热端弹簧、燃机阻尼件及热作模具这一"中温高强+抗蠕变+可时效成簧"交集；使用边界是815℃为长时硬顶、不可向单晶/定向叶片温区推进，后续方向应聚焦冷拉弹簧丝低温时效（600~650℃）松弛率数据库、与GH4738在870℃交界区寿命-成本权衡及增材GH4090组织各向异性消除，而非继续加Co提温。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42